第四章 蒸 發(fā)

1、第四章第四章蒸發(fā)第一節(jié)第一節(jié)概述一、蒸發(fā)操作及其在工業(yè)中的應用一、蒸發(fā)操作及其在工業(yè)中的應用蒸發(fā)操作主要用于提高溶質(zhì)的濃度；濃縮溶液和回收溶劑；獲得純凈的溶劑等。二、蒸發(fā)操作的特點二、蒸發(fā)操作的特點蒸發(fā)操作是將溶液加熱至沸點，使其中揮發(fā)性溶劑與不揮發(fā)性溶質(zhì)的分離過程。蒸發(fā)操作進行的條件是供給溶劑汽化所需的熱量，并將產(chǎn)生的蒸氣及時排除。蒸發(fā)器的加熱室通常采用間壁式換熱器，其兩側(cè)為恒溫。蒸發(fā)過程的特點是（與傳熱相比較）：1因溶液沸點升高等因

2、素會引起溫度差損失；2因蒸發(fā)過程耗熱量很大，所以應充分考慮熱能利用；3因處理物料性質(zhì)不同，故需充分考慮物料的特性及工藝條件，再選擇或設計適宜的蒸發(fā)器。三、蒸發(fā)操作的分類三、蒸發(fā)操作的分類可按蒸發(fā)模式、按操作條件（壓力）及效數(shù)等進行分類。第二節(jié)第二節(jié)單效蒸發(fā)與真空蒸發(fā)單效蒸發(fā)與真空蒸發(fā)一、單效蒸發(fā)流程一、單效蒸發(fā)流程蒸發(fā)器由加熱器和蒸發(fā)室組成，此外還需除沫器、冷凝器等。二、單效蒸發(fā)的設計計算二、單效蒸發(fā)的設計計算1.蒸發(fā)水量的計算蒸發(fā)水量

3、的計算蒸發(fā)操作中，由于溶質(zhì)是不揮發(fā)物質(zhì)，因此，蒸發(fā)前后其質(zhì)量不變，對它作物料衡算，可得蒸發(fā)量，即完成液的濃度為2.加熱蒸氣消耗量的計算加熱蒸氣消耗量的計算加熱蒸氣用量由熱量衡算確定。若只利用加熱蒸氣的冷凝潛熱，則冷凝液在飽和溫度下排出，其用量為若溶液為沸點加熱，且不計熱損失，則為式中：DW稱為單位蒸氣消耗量，r為加熱蒸氣的冷凝潛熱；r為二次蒸氣的冷凝潛熱。3.蒸發(fā)器傳熱面積的計算蒸發(fā)器傳熱面積的計算（1）傳熱平均溫度差）傳熱平均溫度差Δ

4、tm的確定的確定劑等。影響?i的因素很多，如溶液的性質(zhì)，沸騰傳熱的狀況，操作條件和蒸發(fā)器的結構等。提高?i的有效辦法是增加溶液的循環(huán)速度和湍動程度等。通?？倐鳠嵯禂?shù)K仍主要靠現(xiàn)場實測確定，設計時也可查表取值估計。三、蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力與生產(chǎn)強度三、蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力與生產(chǎn)強度1、蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力、蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力可用單位時間內(nèi)蒸發(fā)的水分量來表示。由于蒸發(fā)水分量取決于傳熱量的大小，因此其生產(chǎn)能力也可表示為2、蒸發(fā)器的生產(chǎn)強度、

5、蒸發(fā)器的生產(chǎn)強度蒸發(fā)器的生產(chǎn)強度u簡稱蒸發(fā)強度，是指單位時間單位傳熱面積上所蒸發(fā)的水量，kg(m2h)若為沸點進料，且不計熱損失，根據(jù)，則由上式可知，若蒸發(fā)操作的壓力一定，則二次蒸氣的汽化熱r‘也可視為常數(shù)，因此，欲提高蒸發(fā)器的生產(chǎn)強度，主要途徑是提高總傳熱系數(shù)K和傳熱溫度差Δtm（T－t1）。前者，上面已述。提高傳熱溫度差的方法:采用真空蒸發(fā)或選用高溫熱源，如高溫導熱油、熔鹽或用電加熱等。第三節(jié)第三節(jié)多效蒸發(fā)多效蒸發(fā)采用多效蒸發(fā)的目的

6、是為了減少新鮮蒸氣用量，具體方法是將前一效的二次蒸氣作為后一效的加熱蒸氣。一、多效蒸發(fā)流程一、多效蒸發(fā)流程1并流流程并流流程即加熱蒸氣和原料液均順次流經(jīng)各效。這種加料的特點是前一效到后一效可自動加料，后一效中的物料會產(chǎn)生自蒸發(fā)，可多蒸出部分水汽，但溶液的黏度會隨效數(shù)的增加而增大，使傳熱系數(shù)逐效下降，所以并流加料不適宜處理隨濃度增加而增加較高的物料。2逆流流程逆流流程即加熱蒸氣走向與并流相同，而物料走向則與并流相反。這種加料的特點是各效中

7、的傳熱系數(shù)較均勻，適于處理黏度隨溫度變化較大的物料。3平流流程平流流程即加熱蒸氣走向與并流相同，但原料液和完成液則分別從各效中加入和排出。這種流程適用于處理易結晶物料。二、多效蒸發(fā)設計計算、多效蒸發(fā)設計計算多效蒸發(fā)需要計算的內(nèi)容有：各效蒸發(fā)水量、加熱蒸氣消耗量及傳熱面積。由于其效數(shù)多，未知數(shù)也多，所以計算遠較單效蒸發(fā)復雜。因此目前已采用電子計算機進行計算。但基本依據(jù)和原理仍然是物料衡算，熱量衡算及傳熱速率方程。鑒于計算中出現(xiàn)未知參數(shù)，因